第2期No.22005年4月COAL PREPARATION TECHNOLOGYApr.2005文章編號(hào): 1001 -3571 (2005) 02 -0055 -03旋流器選煤申克忠(天地科技股份有限公司唐山分公司，河北唐山063012)摘要:介紹了旋流器的基本工作原理，并對(duì)重介質(zhì)旋流器、水介旋流器、煤泥濃縮分級(jí)旋流器應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞:重介旋流器;水介旋流器;濃縮分級(jí)旋流器;應(yīng)用中圖分類號(hào): TD942*.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A溢流空氣柱煤炭洗選加工是大工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其目的是排除原煤中的灰分、硫分及各種雜質(zhì)，提高煤炭的熱值。煤的洗選是物理加工過(guò)程，除分選外，還要處中心管理相當(dāng)于選煤量3倍以上的選煤用水。選煤廠大都采用大設(shè)備、大廠房，導(dǎo)致投資高、管理困難。若分離維面)內(nèi)旋流采用旋流器選煤，則可使單位體積的處理量提高幾外旋流十倍，這不僅可以減少設(shè)備投資和廠房體積，并且還會(huì)提高洗選精度。目前已有眾多國(guó)內(nèi)外選煤廠采底流口用各種形式的重介旋流器、水介質(zhì)旋流器作為煤炭的主選設(shè)備，采用煤泥旋流器精選煤泥、回收煤泥底流和洗水澄清。從目前發(fā)展趨勢(shì)看，旋流器在選煤中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普遍。選煤工作者應(yīng)在不斷總結(jié)旋圖1旋流器結(jié)構(gòu)示意圉流器應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)提高旋流器的工作效式中的一為離心加速度,離心加速度與重力加果，開(kāi)發(fā)更多新型的選煤用旋流器，促進(jìn)我國(guó)選煤技術(shù)的發(fā)展。速度之比即離心系數(shù)(C =當(dāng)),也就是相當(dāng)重力加re1旋流器的基本 結(jié)構(gòu)和工作原理速度的倍數(shù)?？梢钥闯?V,值越大,r越小,則C值越旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本身無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，是最廉價(jià)大。實(shí)踐證明,在一般旋流器中,C值可達(dá)30以上,也的選煤設(shè)備，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1?？梢哉f(shuō)離心沉降速度一般為重力沉降速度的30倍工作時(shí)物料沿切線人料口進(jìn)入筒體，在旋流器以上。由于旋流器的這個(gè)特性,必然會(huì)加速物料的分內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，物料處在相當(dāng)于重力加速度幾十倍選、分級(jí)或分離過(guò)程。的離心力場(chǎng)之中，實(shí)現(xiàn)按密度分選或按粒度分級(jí)以當(dāng)循環(huán)介質(zhì)為重液或含有磨細(xì)加重質(zhì)時(shí)，循環(huán)及固液分離等工藝過(guò)程。由于離心力的作用，這個(gè)介質(zhì)密度大于1，與重力場(chǎng)一樣遵循阿基米德原過(guò)程比在重力場(chǎng)要快幾十倍。理，低于臨界循環(huán)介質(zhì)密度的顆粒向旋流器中心運(yùn)顆粒在旋流器中所受的離心力可由下式計(jì)算:動(dòng)，由溢流口排出，而大于臨界循環(huán)介質(zhì)密度的顆v,2粒則移向器壁由底流口排出，這就是重介旋流器的F=...1.選煤過(guò)程。若以水為介居涌討加大旋流器溢流管直徑與中國(guó)煤化工度至60-180°,在收稿日期: 2004-11 -20作者簡(jiǎn)介:申克忠(1966-)， 男，河北省盧龍縣人，高級(jí)旋流YHCNMH G,離心沉降速度低于工程師。1988年畢業(yè)于原東北工業(yè)學(xué)院，現(xiàn)任天地科技股向心流速的顆粒由溢流排出，處于臨界沉降速度的份有限公司唐山分公司設(shè)計(jì)工程中心主任。聯(lián)系電話:顆粒的去向由其密度確定，低密度顆粒由溢流排0315 - 7759439。第2期選_ 煤支術(shù)2005年4月25日出，高密度顆粒隨底流排出，這就是水介質(zhì)旋流器備給料設(shè)備、人料穩(wěn)壓裝置和密度自動(dòng)控制裝置。的選煤過(guò)程。旋流器安裝除按要求的傾角外，還應(yīng)特別注意其溢同樣以水為介質(zhì)，但物料為同一密度，則旋流流和底流都應(yīng)首先進(jìn)人敞開(kāi)的溢流箱和底流箱，而器內(nèi)的粗顆粒優(yōu)先移至器壁，并由底流口排出，沉后通過(guò)管道進(jìn)入脫介設(shè)備，避免形成虹吸現(xiàn)象。降速度低于向心流速的細(xì)顆粒則隨溢流排出，這就(3) 要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況合理選擇重介旋流是濃縮或分級(jí)旋流器的工作過(guò)程。器。目前應(yīng)用的重介旋流器可分為兩大類，即有壓分選物料在旋流器內(nèi)停留時(shí)間很短，一般為人料重介旋流器(圖2)和無(wú)壓給料重介旋流器10s左右或更少。因此，旋流器對(duì)相關(guān)因素的變化.(圖3)。有壓給料重介旋流器的人選原煤和循環(huán)介.非常敏感，例如:顆粒的直徑、人料濃度、人料壓質(zhì)同時(shí)由人料口進(jìn)人旋流器，通常采用泵直接人料力、旋流器的結(jié)構(gòu)尺寸等等，都會(huì)影響旋流器的工或由定壓漏斗人料。其特點(diǎn)是:①分選精度高。兩作效果。但是，與所有分選設(shè)備一一樣，每種設(shè)備都產(chǎn)品重介旋流器的E,值一般為0.03 ~ 0.04,三產(chǎn)有其獨(dú)特的工作條件，旋流器的規(guī)格、型號(hào)不同，品重介旋流器的- -段E。值一般為0.05左右,二段其適應(yīng)的條件也不同，只要遵循這個(gè)規(guī)律，實(shí)際上0. 08左右。②由于物料與重懸浮液同時(shí)進(jìn)人旋流旋流器是最易操作和管理的設(shè)備。器，物料進(jìn)入旋流器后立即處于被分選狀態(tài)，因此循環(huán)介質(zhì)所占的比例可以小一些，一般煤和介質(zhì)的2重介旋流器比例為1: 3~1: 4,其單位體積處理量要高于無(wú)壓目前應(yīng)用的重介旋流器均采用磨細(xì)的磁鐵礦粉給料旋流器。③由于用泵將煤與循環(huán)介質(zhì)同時(shí)打人與煤泥水組成的重懸浮液作為介質(zhì)，可在重介旋流旋流器，故泵對(duì)煤有一定的過(guò)粉碎作用，若采用定器內(nèi)實(shí)現(xiàn)1.3 ~ 1. 8kg/L密度級(jí)的分選作業(yè)。為使.壓漏斗人料，由于定壓漏斗需設(shè)在旋流器上方5m重介旋流器選煤取得最佳效果，至少要考慮如下幾以上的高度，因此車(chē)間廠房要增高。無(wú)壓給料重介點(diǎn):旋流器一般為圓筒形，重懸浮液由簡(jiǎn)底切線壓人，(1)循環(huán)介質(zhì)既要保持一定的穩(wěn)定性，粘度煤由.上部中心進(jìn)入，低密度物由底部中心管排出，又不能太高，一般認(rèn)為底流與溢流懸浮液密度差為高密度物經(jīng)上部切線口排出，或接二段旋流器。物0.3 ~0.5kg/L為宜。穩(wěn)定性差的重懸浮液，在旋料是靠重懸浮液回轉(zhuǎn)時(shí)在中心形成的真空軸心的負(fù)流器內(nèi)磁鐵礦粉會(huì)貼向器壁而不能形成有效的分選壓作用進(jìn)入的，因此采用無(wú)壓給料重介旋流器的處密度層，往往不出精煤，或精煤量很少，絕大部分理量不如有壓給料旋流器大，而且介質(zhì)循環(huán)量也比精煤損失到尾煤中。如果重懸浮液粘度過(guò)大，導(dǎo)致較高，一般為1:5~1:6,特別是當(dāng)旋流器直徑加顆粒沉降阻力加大，也不能實(shí)現(xiàn)有效分選。要保持大時(shí)，此問(wèn)題更加明顯。同時(shí)，因物料進(jìn)人旋流器合適的重懸浮液的穩(wěn)定性，應(yīng)從兩方面人手:一是后即面臨高密度物排出口，極易產(chǎn)生短路問(wèn)題，因使用磨細(xì)的磁鐵礦粉，二是使重懸浮液中有一定量此無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器選煤，中煤帶精煤量有可的煤泥。對(duì)兩產(chǎn)品重介旋流器而言，介質(zhì)中磁鐵礦能偏大。但無(wú)壓給料重介旋流器也具有很多優(yōu)點(diǎn):粉粒度<0.045mm級(jí)應(yīng)占50% ~70%;三產(chǎn)品重①可以避免入料的過(guò)粉碎問(wèn)題。②從分選過(guò)程看，介旋流器，因二段重懸浮液密度由一段決定，因精煤和矸石(對(duì)三產(chǎn)品而言)分選時(shí)間長(zhǎng)，更容此，粒度可以稍粗一些，< 0.045mm級(jí)含量占易保證精煤和矸石的質(zhì)量。③比較適宜易碎煤和不40% ~50%。重懸浮液中的煤泥含量要保持一定的.脫泥原煤的分選。比例，當(dāng)重懸浮液密度為1.4kg/L時(shí)，煤泥含量要大一些，一般為50%左右;而高密度重懸浮液，入料m精煤如1. 8kg/L時(shí)，煤泥含量要小一些，為20%左右。因此，在使用重介旋流器再選跳汰機(jī)精煤或中煤時(shí)15s中煤應(yīng)特別注意重懸浮液中的煤泥問(wèn)題。使用重介旋流中國(guó)煤化工器選不脫泥原煤時(shí)，則應(yīng)考慮重懸浮液的排泥問(wèn)THCNMHG題。(a)兩產(chǎn)品.(b)三產(chǎn)品(2)合理應(yīng)用重介旋流器，重要的是人料、圖2有壓給料重介旋流器人料壓力、介質(zhì)循環(huán)量和介質(zhì)密度穩(wěn)定，因此要配56第2期申克忠:旋流器選煤.2005年4月25日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)節(jié)溢流管的插人深度(調(diào)節(jié)范圍一般為介質(zhì)原煤旋流器直徑的1/10)，加大底流口和降低溢流管的插人深度可以使分選密度降低。精煤一V號(hào)樣煤一T4煤泥濃縮(分級(jí))旋流器水力旋流器用于煤泥水的濃縮或分級(jí)，早在上(a) 兩產(chǎn)品.(b)三產(chǎn)品圖3無(wú)壓給料重介旋流器世紀(jì)四五十年代就已經(jīng)開(kāi)始，已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前應(yīng)用的濃縮(分級(jí))水力旋流器有φ10 ~3水介旋流器800mm等多種規(guī)格。-般規(guī)律是旋流器直徑越小、水介旋流器是以水為介質(zhì)的選煤用旋流器，其入料壓力越大、錐體角度越小、溢流口與底流口直特點(diǎn)是錐體角度比較大，普遍使用的為90°，為了徑比越小，其分級(jí)粒度越小。濃縮(分級(jí))旋流強(qiáng)化分選作用，還采用復(fù)錐體(120°、 80°、 20°組器的技術(shù)規(guī)格- -般為:合)和圓弧錐體等。水介旋流器的錐比(即溢流D, = (0.2 ~ 0.4)D口與底流口直徑之比)較大，通常為4以上。其D, = (0.4 ~ 1.0)D。D,/D。=3~ 4溢流管可以上下調(diào)節(jié)，在一定范圍內(nèi)可改變分選密度。水介旋流器的結(jié)構(gòu)形式還有繼續(xù)探討的余地，a = 20°或15°就日前幾種型式的水介旋流器看，雙弧錐體水介旋式中:D為旋流器直徑;Dr為旋流器人料口直流器的分選效果更佳。水介旋流器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。徑;D。為旋流器溢流口直徑;D。為旋流器底流口直徑。r事在使用水力旋流器進(jìn)行煤泥水濃縮與分級(jí)時(shí)應(yīng)H→溢流→溢流1◆溢流入料→日入料◆H入料◆注意如下幾點(diǎn):(1) 要確保穩(wěn)定的人料壓力。人料口處線速中甲度為5 ~6m/s，人料壓力為0.1 ~0. 1SMPa，過(guò)高底流會(huì)影響旋流器的壽命。(2)旋流器的直徑以150~350mm為宜。a.90°單錐型b.復(fù)錐型c.雙弧型(3)人料濃度不宜過(guò)大，一般情況下不要超圖4水介旋流器結(jié)構(gòu)示意圖由于水介旋流器基于水力作用的分選機(jī)理，雖過(guò)200g/L,否則不僅易堵塞，而且影響分級(jí)效果。然在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中錐體底部積存的高濃度煤泥也起到(4)采用旋流器進(jìn)行煤泥的濃縮和分級(jí)，其重介質(zhì)的分選作用(故有人稱之為自生介質(zhì)旋流底流濃度可以達(dá)到300~1 000g/L，用煤泥篩脫水器)，但其分選效果比重介旋流器要差一些( E。回收，但溢流中仍有少量極細(xì)煤泥，必須與濃縮池值為0.06~0.09)。但水介旋流器卻有工藝簡(jiǎn)單的配合，并添加絮凝劑才能得到澄清清水。優(yōu)點(diǎn)，常用于易選煤的精選、粗煤泥精選和脫除煤(5) 靠近旋流器底流口1/3處的錐體磨損較泥中黃鐵礦的選煤工藝。嚴(yán)重，應(yīng)采用分段設(shè)計(jì)或另選用高性能耐磨材質(zhì)。水介旋流器的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn):5結(jié)語(yǔ)(1)人料恒定、人料壓力穩(wěn)定是水介旋流器正常工作的先決條件。固液比一般為1: 4~1: 6,旋流器技術(shù)的發(fā)展和在選煤中日益廣泛的應(yīng)不能太大。為保持人料壓力穩(wěn)定，煤水混合桶的液用，為我國(guó)選煤技術(shù)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。完全可以位一定要保持恒定。相信，隨著優(yōu)質(zhì)耐磨材料的成功開(kāi)發(fā)，旋流器選煤(2)正常工作時(shí)，旋流器可以不作調(diào)節(jié)，若技術(shù)必將得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在我國(guó)選煤事需變動(dòng)分選密度時(shí)，可改變底流口大小，也可以在業(yè)中中國(guó)煤化工*YHCNMHG插1